家具材料讲义讲解课件.ppt
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- 家具材料 讲义 讲解 课件
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1、家具材料住宅家具住宅家具办公家具办公家具木质厨房1.1 学习本课程的目的意义 木材特性与设计(美学、力学、理化、造型、结构)设计与制造工艺(绿色设计、清洁生产)木材特性与工艺(机械设备、生产流程、质量控制点)木材特性与成本(生产、包装、销售、使用、回收)木制品业原辅材料选用趋势1.2 本课程的内容家具家具玩具玩具木门木门1 家具材料基本概述家具材料基本概述 1.1 木材材料特性与理化性能木材材料特性与理化性能 1.2 木制品常用原材料木制品常用原材料 1.3 其他常用配件与辅助材料其他常用配件与辅助材料一、木材的优缺点一、木材的优缺点1 1、木材的优点、木材的优点a.a.木材质轻而强度高;木材
2、质轻而强度高;b.b.木材容易加工,加工所需能量较低,不易污染环境;木材容易加工,加工所需能量较低,不易污染环境;c.c.木材有吸收能量的作用,有缓冲作用;木材有吸收能量的作用,有缓冲作用;d.d.气干木材对热、电的绝缘性好,保温性好,不易结露;气干木材对热、电的绝缘性好,保温性好,不易结露;e.e.木材有调节温度、湿度的功能;木材有调节温度、湿度的功能;f.f.合理使用的条件下,木材的耐久性强;合理使用的条件下,木材的耐久性强;g.g.木材有天然的美丽的花纹、光泽和颜色,有特殊的装饰木材有天然的美丽的花纹、光泽和颜色,有特殊的装饰效果;效果;h.h.木材是一种再生资源材料。木材是一种再生资源
3、材料。1.1 木材材料特性与理化性能木材材料特性与理化性能2 2、木材的缺点、木材的缺点 木材性质具有高度的变异性;木材性质具有高度的变异性;木材干缩湿胀,尺寸不稳定,容易变形、开裂、翘曲;木材干缩湿胀,尺寸不稳定,容易变形、开裂、翘曲;木材容易腐朽和被虫蛀;木材容易腐朽和被虫蛀;小尺寸木材易于燃烧;小尺寸木材易于燃烧;木材具有天然缺陷。木材具有天然缺陷。3 3、木制品选用木材要求、木制品选用木材要求 差异干缩要小 花纹美观 油漆、胶接性能好 易于加工、切削性能好 弯曲性能好 木材的宏观构木材的宏观构造是指在肉眼或借造是指在肉眼或借助助10倍放大镜所能倍放大镜所能见到的木材构造特见到的木材构造
4、特征。征。二、木材的宏观构造 macrostructure1.木材三切面横切面径切面弦切面 横切面:横切面:与树干主轴或木纹相垂直的切面。亦称与树干主轴或木纹相垂直的切面。亦称端面。在这个面上,可以观察到若干以髓为中心,呈同心端面。在这个面上,可以观察到若干以髓为中心,呈同心圈的生长轮或年轮,以及许多木射线。圈的生长轮或年轮,以及许多木射线。径切面:径切面:顺着树干的轴向,与木射线平行或与生顺着树干的轴向,与木射线平行或与生长轮相垂直的切面。生长轮或年轮在这个面上呈互相平行长轮相垂直的切面。生长轮或年轮在这个面上呈互相平行的带状。的带状。弦切面:弦切面:顺着木材纹理,与年轮相切的切面。在这顺着
5、木材纹理,与年轮相切的切面。在这个切面上生长轮或年轮成个切面上生长轮或年轮成“V”字形。字形。vessels:导管木材三切面木材三切面2.心材与边材 heartwood and sapwood 心材:心材:在髓心周围部分,材色较深,水分较少者称为心材。边材:边材:有许多树种的木材,靠近树皮的部分材色较浅,水分较多,称为边材。边材心材3.生长轮或年轮 growth ring or annual ring 生长轮:生长轮:每个生产周期所形成的木材,在横切面上所看到的,围绕着髓心构成的同心圆称为生长轮。年轮:年轮:温带和寒带树木的生长期,一年仅形成一个生长轮就是年轮。杉Chinese fir4.早材
6、和晚材 springwood and summerwood 早材:温带或寒带的树种,通常在生长季节早期所形成的木材,细胞分裂速度快,同时体积也大,胞壁薄,材质较松软,材色浅,称为早材。晚材:到了夏秋季,营养物质流动减弱,形成层细胞活动逐渐减低,细胞分裂亦因而衰退,于是形成了腔小壁厚的细胞,材色深,组织较致密,称之晚材。檫木5.导管 vessel 导管是绝大多数阔叶树材所具有的输导组织(水青树和昆栏树无导管)。管孔管孔 porous:在木材横切面上的导管呈孔穴状的叫管孔。檫木的管孔6.木射线 在木材横切面上有颜色较淡的,从髓心向树皮呈辐射状排列的组织称为髓射线。髓射线在木质部的称为木射线。水青冈
7、的木射线水青冈的木射线水青冈的木射线(左径向右弦向)水青冈的木射线(左径向右弦向)7 7、纹理、纹理 graingrain 木材细胞(纤维、导管、管胞等)排列的方向。直纹理:斜纹理:螺旋纹理:交错纹理:波状纹理:木材的直纹理和螺旋纹理木材的交错纹理和螺旋纹理木材纹理木材纹理黄花梨鸡翅木酸枝木铁力木瘿木榉木榆木黄杨柚木楸木樟木杨木杉木白蜡 Ash非洲柚木条纹乌木红酸枝三、木材的力学性质1.强度强度 strength 2.韧性韧性 toughness3.硬度硬度 hardness4.握钉力握钉力 screw holding capability 表示抵抗所施加应力(stress)(荷载)能力(MN
8、/m2)。主要有:1)抗拉强度 tensile strength(分顺纹与横纹)tensile strength parallel(perpendicular)to grain2)抗压强度 compressive strength(分顺纹与横纹)compressive strength parallel(perpendicular)to grain3)抗弯强度 bending strength4)抗扭强度 torsional strength5)剪切强度 shearing strength(分顺纹与横纹)1.强度 strength在所有强度中,木材的顺纹抗拉强度最大,而横纹抗拉强度最低。干材的
9、顺纹抗压强度约为顺纹抗拉强度的50%抗弯强度约为顺纹抗压强度的1.75倍。横纹抗压强度只有顺纹抗压强度的1520%在木制品设计中,需要根据力学原理和木材力学特性进行科学设计。2.韧性 toughness:延展裂隙(cracks)所需要的能量(J/m2)3.硬度 hardness:一个固体抵抗另一个固体在外力作用下压入的能力(ability to resist indentation)。硬度高,耐磨损性好(地板)。4.握钉力 screw holding capability:抵抗钉子被拔出木材的能力。1.密度密度2.水分水分3.干燥干燥4.干缩与湿胀干缩与湿胀三、物理性质 physical pr
10、operties1、密度 木材密度是指单位体积的质量,单位是g/cm3。生材密度 气干密度 绝干密度 基本密度 根据木材密度的大小可将木材分为轻、中、重三类。轻材:密度小于0.4g/cm3,如泡桐、椴木等;中等材:密度在0.5至0.8 g/cm3,如水曲柳、橡木等;重材:密度大于0.8 g/cm3,如紫檀、花梨木等。2、木材中的水分 木材中水分存在方式木材中水分存在方式:自由水、吸着水和化学水。木材含水率木材含水率:木材中水分的重量与木材重量的百分比,分相对含水率和绝对含水率。木材吸湿性:木材吸湿性:木材随着周期环境条件的变化,有空气中吸收水分或向空气中蒸发水分。木材平衡含水率:木材平衡含水率
11、:木材长期暴露在一定温度和湿度的环境下,最终会达到的相对恒定的含水率,此时木材所具有的含水率称为平衡含水率。平衡含水率随着地区的不同、季节的不同而有所差异。我国北方地区年平均含水率约为12%,南方为18%,四川大约为16%,北京大约为10.5%。木材的干缩湿胀:木材的干缩湿胀:在一定含水率范围内,随着木材本身含水率的变化,木材本身的尺寸和形状也将发生变化。由于各地区含水率的不同,与木材干缩湿胀的由于各地区含水率的不同,与木材干缩湿胀的特性,对木制品的设计、制造和质量带来很大的影特性,对木制品的设计、制造和质量带来很大的影响,木材必须经过合适处理才能使用。响,木材必须经过合适处理才能使用。3、木
12、材的干燥 木材的干燥是防止木材变形和开裂,提高木材的力学强度,改善木材的物理性能,延长木材使用寿命,预防木材腐朽变质,减轻木材的重量等。未经干燥处理的木材木材干燥的方法木材干燥的方法干燥种类干燥介质干燥特点备注天然干燥空气利用自然条件来干燥木材,绿色环保,成本低干燥效果好但干燥周期长人工干燥蒸汽利用蒸汽来干燥木材,便于统一供汽,能控制干燥周期,但干燥效果一般,成本较高炉气利用炉气来干燥木材,干燥周期较长,对环境污染较大且成本较高烟气利用烟气来干燥木材,对环境污染较大且成本较高除湿利用除湿机理来干燥木材,利于控制,干燥效果较好,但成本较高真空真空干燥周期最短,干燥效果好,但成本过高木材的化学成分
13、:纤维素 cellulose 构成植物细胞壁(cell wall)物质的主要多糖。半纤维素 hemicellulose 木材细胞壁多糖中非纤维素多糖的总称。木素lignin 在木材中含量约为1536%,分布在木材细胞的复合胞间层和次生壁,起细胞间粘合作用,并充填在胞壁微纤维之间,使之具有一定刚度。五、化学性质 chemical properties六、木材的缺陷 limitation 1.节子 树木生长期间,长在树干上的活枝条或枯死枝条的基部,称为节子。在木制品上的影响如下:节子破坏木材的均匀性和完整性,使局部纤维和年轮弯曲。节子本身硬而重,较其周围木材硬度大11.5倍,影响木材切削和机械加工
14、质量。(平刨事故)。节子含树脂较多,制作木制品时,难以油漆,又当温度升高是松脂容易渗出表面,沾污衣物。2.变色和腐朽 木材受木腐菌的侵蚀,其正常材色发生变化,叫变色,它是木材腐朽的初期阶段。木材受木腐菌侵蚀,颜色发生变化,而且结构松软,易碎,最后变成筛孔或粉末状的软块,这就是木材的腐朽。3.虫害 有害昆虫寄生于木材中所形成的孔道称为“虫眼”。根据蛀蚀程度虫眼可分为表皮虫沟、小虫眼、大虫眼三类。虫害可通过药物防治。4.弯曲 树干轴线或板方材材面不在一直线上,而向左右前后凸出的现象称为弯曲。成材弯曲按弯曲方向不同分为顺弯、横弯和翘弯三种。弯曲对成材总的出材率有很大影响,弯曲度每增加1%,出材率减少
15、0.1%。由弯曲所引起的出材率的降低是成直线规律变化的。5.裂纹 在树木生长期间或伐倒后,由于受外力或温度变化的影响,使木材纤维之间发生分离所形成 的裂隙,叫开裂或称裂纹。裂纹在加工用材,板、方材都列为缺陷之一,按其规定宽度用相对尺寸,分别降等使用。6.钝棱 在整边锯材中残留的麦木表面部分,称为缺棱。缺棱分为钝棱和锐棱。钝棱:锯材材棱未着锯的部分(材边全厚的局部缺棱)。或者说,成材边棱的欠缺部分称为钝棱。锐棱:锯材材连局部长度未着锯的部分(材边全厚的缺棱)。7.斜纹 斜纹是由于木材纤维排列不正常而出现斜纹理。斜纹对木材的力学性质影响显著,纵向收缩大,干燥时,易翘曲变形。7 木材识别 主要从四个
16、方面进行主要从四个方面进行:树皮特征树皮特征:包括:形态、颜色、厚度、气味、味道、:包括:形态、颜色、厚度、气味、味道、树液等树液等 材表特征材表特征:平滑、突起、下陷等。:平滑、突起、下陷等。主要特征主要特征:木材细胞的组织在肉眼或放大镜下的表:木材细胞的组织在肉眼或放大镜下的表现形态。包括:心边材;生长轮及早、晚材;管孔;现形态。包括:心边材;生长轮及早、晚材;管孔;木射线;轴向薄壁组织;胞间道等。木射线;轴向薄壁组织;胞间道等。次要特征次要特征:主要指木材的物理性质,包括:材色、:主要指木材的物理性质,包括:材色、光泽、气味、滋味、重量、硬度、纹理等。光泽、气味、滋味、重量、硬度、纹理等
17、。8、常用木制品用材 国产材国产材 针叶材类:红松、马尾松、冷杉、云杉、落叶松、樟子松等。阔叶材类:水曲柳、黄菠萝、柞木(蒙古栎)、桦木、榆木、楸木、麻栎、椴木、樟木(香樟)、楠木、擦木、核桃木、榉木、黄杨木(结构极细致、材质光滑,易切削加工,适宜作雕刻家具)、梓树等。进口材进口材:柚木、柳安、红木(红檀)、紫檀、花梨木、乌木、酸枝木、铁力木、桃花心木和胡桃木等。落叶松水曲柳枫木柚木紫紫檀檀原原材材作业要求 1、分组:每小组3-5人,每组设一名组长。2、罗列出15种常用家具木材的木材纹理图片,及相关家具图片,并大致陈述一下该木材的产地,特点等等。3、制作成PPT,小组选一个表达能力好的学生上台
18、汇报。1 家具材料基本概述家具材料基本概述1.1 木材材料特性与理化性能木材材料特性与理化性能1.2 人造板人造板1.3 其他常用配件与辅助材料其他常用配件与辅助材料1.2 人造板人造板一、胶合板一、胶合板二、刨花板二、刨花板三、中密度纤维板三、中密度纤维板四、细木工板四、细木工板五、蜂窝板五、蜂窝板六、空芯板六、空芯板七、集成材七、集成材一、胶合板 胶合板:原木经过旋切或刨切成单板,经涂胶、纵横交错排列、热压而成的人造板。1、胶合板的特点 相邻两层单板的木纹相互垂直。为了克服木材各向异性的缺陷。一般为奇数层。纹理方向在厚度上对称。中心层在板上而不在胶层上。组成胶合板的单板分表板(包括面板、背
19、板)、芯板。质量美观为:面板背板芯板。幅面大、厚度小、表面平整、纵横向强度较大,力学性质均匀。2、规格 最常用的是三层板和五层板,常用幅面是9151830、12202440mm。3、胶合板的优点 强度高 韧性好,薄型胶合板易于弯曲 握钉力好 耐水 尺寸稳定 纹理美观4、在木制品的应用 作单包嵌或双包嵌板,如柜、门。作装饰面板。生产胶合板用的单板可经过弯曲模压制作弯曲构件。二、刨花板1、定义 刨花板是将木材加工剩余物、小径木、伐区剩余物等,削成碎片,或是用非木本植物制成的刨花材料(如木材刨花、亚麻屑、稻谷壳、甘蔗渣等)加胶热压而成的人造板。胶料为脲醛树脂胶。2、尺寸规格 厚度厚度 4、6、8、1
20、2、14、16、18、22、25、30mm 经供需双方协商,还可生产其它原度。幅面尺寸幅面尺寸 9151830、10002000、12201220、12202240 其偏差值为05mm。3、特点 具有较好的机械加工性能,但握钉力较木材和中纤板差,但价格便宜。尺寸稳定性好。由于有所用的脲醛胶有游离甲醛,往往有较强的刺激味。刨花板已有很多成熟的装饰手段。如:单板、塑料薄膜、浸渍纸贴面贴面,表面直接喷涂印刷等,其中以表面贴薄板最普遍。边沿可采用封边处理,既增加美观,又减少吸湿膨胀。4、用途 可用作各式面板。如木门、玩具、桌子、柜橱等;多以五金连接件进行连接。图片三、纤维板1、定义 纤维板是木材经过纤
21、维分离,而后经成形、热压而制成的纤维板是木材经过纤维分离,而后经成形、热压而制成的一种木质人造板。一种木质人造板。硬质纤维板硬质纤维板 中密度纤维板:密度中密度纤维板:密度0.50-0.88g/cm30.50-0.88g/cm3的板材。的板材。低密度纤维板低密度纤维板图片2 2、尺寸规格、尺寸规格 厚度厚度(mm)(mm)6 6、(、(8 8)、)、9 9、1212、1515、(1616)、)、1818、(、(1919)、)、2121、2424、(2525)等,标准中规定其厚度偏差等,标准中规定其厚度偏差(mm)(mm)为:特级(为:特级(0.250.25)、)、一级(一级(0.300.30)
22、、二级()、二级(0.350.35)幅面尺寸幅面尺寸 1220 122018301830、1220122021352135、1220122024002400,其长宽的偏,其长宽的偏差为差为3mm3mm。3、特点 板面质地细密、平滑,在环境温、湿度变化时,尺寸稳板面质地细密、平滑,在环境温、湿度变化时,尺寸稳定性比刨花板好。定性比刨花板好。中纤组织结构均匀细密,特别具有密实的边缘,因此可中纤组织结构均匀细密,特别具有密实的边缘,因此可以加工成各种异型的边缘,并且不必封边,直接涂饰,可以以加工成各种异型的边缘,并且不必封边,直接涂饰,可以取得较好的造型设计效果取得较好的造型设计效果。可进行表面的雕
23、刻加工和加工成各种断面的装饰线条,可进行表面的雕刻加工和加工成各种断面的装饰线条,这是刨花板无法做到的。这是刨花板无法做到的。它的物理性能优于刨花板,尤其是静曲强度、平面抗拉它的物理性能优于刨花板,尤其是静曲强度、平面抗拉强度以及握钉力,因此适于代替天然木材做结构材料。强度以及握钉力,因此适于代替天然木材做结构材料。4、用途 各种家具、木门、玩具等木制品。各种家具、木门、玩具等木制品。可加工成各种装饰线条或零件。可加工成各种装饰线条或零件。以板的形式用于板式家具。以板的形式用于板式家具。剖成方料用于制作框架。剖成方料用于制作框架。用于雕刻部件。用于雕刻部件。大量用于二次加工基材。以使其表面美观
24、。大量用于二次加工基材。以使其表面美观。四、细木工板1、定义 细木工板是芯板用木板条拼接而成,两个表面为胶贴木质单板的实心板材。2、特点 细木工板中板木芯的厚度与两面单板的总厚度之比平均为4:1。实践证明,具有这一比值的细木工板强度最佳,形状稳定。板木芯宜以针叶树及软阔叶树材为主,不宜将硬软树种混合在一起使用,否则容易造成板面凹凸不平,甚至脱胶开裂。细木工板强度高,且尺寸稳定。机械加工性能好。3、应用 各种木制品特别是家具与室内装饰装修五、蜂窝板1、定义 内芯用100120g牛皮纸和其他性能类似的纸张,胶合成六角形蜂窝状的纸芯,再浸渍胶液固化定型(也可不浸胶液,烘干定型),以增加其强度。2、优
25、点 经过化学胶液浸渍处理后的纸窝芯,不易虫蛀。蜂窝板物理性能良好,在一般自然条件下不变形。力学性能符合家具部件的使用要求。蜂窝板能节约木材简化木材加工工艺。3、规格 无具体规定,本单位自行决定。4、用途 主要用于不受力的家具部件。如门板、旁板。不能用于桌面、搁板等。六、空心板1、定义 空芯板是用空芯木框架,或者是框架内填有胶合板废料组成的空芯网格,再在框架的两面胶压两层以上的单板或胶合板制成的一种人造板。2、空芯板的特点 空芯板很轻,强度很高,其强度与轻重可通过内衬档间距调节。也可通过覆面胶合板的厚度来调节 尺寸稳定性好。3、用途 根据其强度可用于任何定型的板式部件。用作面板时,花纹应美观。还
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